紫外線光催化反應器--一種廢水處理裝置

紫外線光催化反應器--廢水處理裝置

紫外線催化反應技術

  光催化氧化法是一種水處理新技術，是用半導體(通常為Ti02)為催化劑，通過光激發引起氧化還原反應氧化分解廢水中有機和無機污染物的方法。光催化反應的原理可以用半導體的能帶理論來闡述，空xue能夠同吸附在催化劑粒子表面的一oH或H：O發生作用生成·oH，·0H通常被認為是光催化反應體系中的主要活性氧化物種。光催化適用范圍廣、無二次污染、能耗低、成本低，已經對光解甲基橙、活性紅、酸性紫紅、酸性嫩黃等染料有機污染物和Cr：o2-、S0;一、S2_、NO。、NH等無機污染物的處理進行了深入研究。

  采用光催化氧化法處理印染廢水，COD和色度顯著降低。增加光催化劑TiO2的用量，印染廢水的COD去除率和脫色率提高。COD去除率和脫色率隨光照時間的延長而逐漸降低。劉紅等采用多相光催化氧化法處理焦化廠二沉池廢水。

  紫外線光催化氧化裝置、工業廢水光催化氧化設備系統。

  1*5*3*3*3*2*9*6*7*8*7

光催化技術在廢水處理中的具體應用

  光催化反應時在氧化還原反應的基礎形成的，在整個化學反應過程中，納米材料的TO在整個反應的體系中起到了非常重要的作用。在此過程中發生非常復雜化學反應：

  利用TiO光電化學懸浮電池的光生電流響應可對此進行研究。添加少許 H0，反應不及時，使得反應不能發生，沒有光生陽ji電流，僅有光生陰ji電流填加過量的HO，將發生如下反應：

  H，Oz+OH·—+Hs0+H0，

  HO+0H’一 H2O+O

  光催化反應器是污水處理廠紫外消毒模塊補充

  紫外消毒主要存在的問題是不具有剩余消毒能力，當處理水離開反應器之后，一些被紫外線殺傷的微生物在光復活機制下會復活再生，但大劑量的紫外線輻射可避免細菌光復活；紫外消毒效果受石英管紫外線穿透率(UVT)影響較大，在紫外消毒系統的管理上應特別注意石英套管外壁的清洗工作，以保證較高的紫外線透過率。

  光催化(photocatalyst)主要成分是納米二氧化鈦(TiO2)。TiO2本身無毒無害,已廣泛用于食品、醫藥、化妝品等各種領域。光觸媒通過光的照射下會產生類似光合作用的光催化反應(氧化-還原反應)，產生出氧化能力極強的自由氫氧基和活性氧，這些產物可殺滅病原微生物和分解有機污染物。TiO2吸收光能量之后，價帶(valence band)中的電子就會被激發到導帶(con-duction band)，形成帶負電的高活性電子e-，同時在價帶上產生帶正電的空穴h+。在電場的作用下，電子與空穴發生分離，遷移到粒子表面的不同位置。熱力學理論表明，分布在表面的h+可以將吸附在TiO2表面OH-和H2O分子氧化成OH自由基，而OH自由基的氧化能力是水體中存在的氧化劑中最強的，，故能高效快速徹底殺滅各種細菌、病毒，對一般消毒劑有抗性的病原微生物也能徹底分解，并將最終降解為CO2、H2O等無害物質。此外,許多有機物的氧化電位較TiO2的價帶電位更負一些,能直接為h+所氧化。而TiO2表面高活性的e-則具有很強的還原能力,可以還原去除水體中金屬離子。

  TiO2光催化殺滅微生物機理主要包括直接反應和間接反應，直接反應是光生電子和空穴直接和細胞壁、或細胞的組成成分反應，從而殺滅菌類；間接反應是光生電子或光生空穴與水或水中的溶氧反應，形成·OH、·O-2、H2O2等具有很強氧化能力的活性氧類，這些活性氧類能穿透菌類的細胞壁，進入菌體，阻止成膜物質的傳輸,阻斷其呼吸系統和電子傳輸系統，從而有效地殺滅菌類。

  光催化材料固載：鑲嵌于金屬濾網中的納米級光觸媒材料TíO2，在自然光或燈光中的紫外線激發下，所產生的氫氧自由基能對有機物質和有害氣體進行強氧化還原反應。當細菌和有機物隨空氣通過濾網時，金屬濾網獨特的吸附力就把它們捕獲，把空氣中的這些有害物質如、苯、氮氧化物、硫氧化物和氨等氧化，并還原成為對人體無害的二氧化碳和水。